潛水艇上浮之後,人為什麼不能馬上出倉?

邵金明

圖注:飽和深潛潛水後,潛水員必須進入這種加壓艙,否則就會得深潛病

首先,你這個問題題目和問題內容描述並不相符,題目設計的是潛水艇上浮後,但內容卻是人潛水快速上浮後,實際上,這兩個問題有完全不同的答案。

首先來看看潛水艇,你說的潛水艇,學名稱作潛艇,潛艇是有耐壓殼體的,可以通過耐壓殼體的艇壁直接承受潛深後的外界水壓,而潛艇艙內則跟採用氣密艙技術的民航客機和運輸機一樣,是保持常壓的。因此人在潛艇內是感受不到隨著潛艇潛深變化外界水壓的變化的。所以,跟民航客機降落開艙後乘客可以直接出艙類似,潛艇上浮後,人也一樣可以直接走出潛艇,這不會對人的身體造成任何損害。

然後我們再來回答人潛水快速上浮的問題。首先,不依靠潛艇或載人深潛器等裝備的人本身潛水就不能潛的很深。傳統的常規空氣潛水技術,有效作業深度一般為60米,作業時間為30分鐘。攜帶氧氣瓶的潛水員之所以不能下潛到更深的深度,主要原因是受人的生理極限限制,因為普通氧氣瓶中攜帶的是空氣,空氣中的主要成分是氮氣和氧氣,其中氮氣的佔比比氧氣還要大得多,下潛深度過大,潛水員在氣瓶呼吸時就會出現“氮麻醉”現象,這是非常危險的。即便使用純氧氣瓶,也會出現水下的高壓氧毒性作用,使得潛水員面臨生命危險。而潛水深度要想超過60米,必須採用人工配製的氦氧混合氣。用氦作為稀釋氣體替代氮之後, 可不再出現氮麻醉; 而氧的濃度則可按各深度的安全氧分壓規定配製, 既不產生氧中毒、也不出現缺氧症。

其次,潛下去以後,想要上來又是一個大難題,這就是你問題內容裡問到的“人潛水後為什麼不能快速上浮”。我們知道海底是有很大壓力的,海水越深壓力越大,人在潛深的時候,為了適應外界水壓的變化,身體是在逐漸進行適應和調整。此時人身體血液內的惰性氣體濃度是大幅度上升的。而潛水人每次上浮前,必須先進行長時間的逐步減壓,使得身體能夠逐漸適應壓力的變化,同時逐步降低血液中惰性氣體的濃度,之後才能成功出水,否則也會有生命危險,也叫“潛水病”(或減壓病)。

那麼,這個減壓逐漸上浮的時間有多長呢?根據資料,噹噹潛水深度在115~120米時,所需的減壓時間是水下有效作業時間的7.2~10.6倍。這意味著如果有效作業時間僅為10分鐘,那麼減壓時間就要長達1到2個小時。

這樣看,潛水後上浮,是不是效率很低?但有的時候,潛水員不能這樣慢慢上浮,因為有的時候人是沉在近海的潛艇裡,潛艇裡氧氣已經不夠用了,必須馬上出來;有的時候潛水員攜帶的氧氣瓶裡的氧氣已經快耗盡,必須快速從水裡出來。這怎麼辦呢?為了解決這個問題,人類就研製出一種可以水下使用的減壓艙,潛水員需要快速上浮的時候,可以進入這個減壓艙,在艙內可以模擬海水中壓力變化,逐漸調節壓力,到水面的時候壓力已經正常,人就可以直接出艙。值得注意的是,潛艇救生鍾並非是減壓艙的一種,潛艇救生鍾實際上與潛艇一樣,都是依靠艇壁耐壓殼體來承受海水壓力的,內部則是常壓,通過救生鐘上浮的艇員不與海水直接接觸,也不需要減壓,直接可以出艙,不會得減壓病。

但有的時候,潛艇沉沒了,沒有時間等待救生鍾,需要艇員從海水中馬上快速上浮,這個時候上浮有危險怎麼辦呢?外國海軍研究出快速上浮救生方法和裝備。潛艇失事後,在潛艇內的常壓環境下,艇員穿著一種特殊的充氣罩式服裝,經艇上調壓艙門快速充氣增壓後,直接上浮到水面,途中不停留減壓。據資料顯示,目前潛艇快速上浮救生的最深紀錄是183米。但使用快速上浮法得救的艇員,此時並非就安然無恙了,而是還要馬上進減壓艙進行減壓,因為在快速上浮中,雖然有充氣罩服裝緩解壓力,但人仍然與海水直接接觸,受海水壓力影響,身體仍然發生了變化,需要減壓。

通俗點總結就是,在深海里,人只要不與海水直接接觸,在潛艇或深潛器裡待著,就無需減壓;只要人在深水裡與海水直接接觸,上浮就得先減壓。


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眾所周知,水是有壓強的。當潛水員深潛以後,我們能明顯感覺自己的身體簡直難以承受水的壓力,特別的憋屈。據瞭解,而我們在水中每下降10釐米,相當水增加17KG左右的壓力。

當潛水員在水下呼吸時,這時水下壓力比較大,此時潛水員吸入的氧和氮會被血液過量攝取,當然,氧氣對我們來說是有用的,但是氮的確是一種負擔。大自然界追求的就是一種平衡,當你深潛之後,由於水的壓力非常大,為了達到平衡,血液裡會吸收大量的氮和氧,身體內的壓強也會逐漸增大。

但是當潛水員浮出水面後,由於外部大氣壓的壓強比較小,因而此時身體相對於外部環境來說,壓強較大。如果直接出水,脫掉保護衣,這時可能出現身體內出血的情況。也就是題目中說的爆炸。

當然,最好的方法就是,當潛水員深潛一段時間後,出來以後先去減壓室,周圍的環境是一個壓力室,壓力慢慢減去,讓身體慢慢恢復到潛水前的狀態。這樣,就不容易引發問題。

潛水本身就是一個比較危險的職業,其中也容易引發各種各樣的生理、心理問題,我們一定要注意規避這些問題,提前做好預防,遵守科學規律。


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題主描述的這種情況有一個專業名詞叫“減壓病”,或者具體的說叫“潛水減壓病”。但題主的描述有兩個錯誤,首先這種症狀跟潛艇沒有關係,而是潛水者才會出現的;其次也不會導致人爆炸,最多造成肌體內部出血,或者溶解在機體組織和血液內的惰性氣體由於減壓而形成氣泡,造成身體的不良反應或急性功能障礙。

減壓病的原理說起來也很簡單。水下是有水壓的,每下潛10米,大致相當於增加一個大氣壓的壓力。機體在高氣壓環境下,肺泡內各種氣體分壓隨之增高,並立即與吸入壓縮空氣中各種氣體的分壓相平衡。因為肺泡內氣體分壓高於血液中氣體壓力,便相應地增加了氣體在血液中的溶解量,再經血循環運送至各組織。其中大部分氧及二氧化碳迅速被血紅蛋白及血漿內成分所吸收,僅少量以物理狀態遊離於體液中。氮在體液內的溶解量與氣壓高低和停留時間長短成正比。

當人體由高氣壓環境逐步轉向正常氣壓時(比如從水下上浮),在速度不快的情況下,體內多餘的氮可以由組織中逐步釋放而進入血液,然後經過肺泡逐漸緩慢地排出體外,不會造成不良後果。當減壓速度太快,體內壓力超過外界壓力過多時,體液內的氮就無法繼續維持溶解狀態,會在幾秒至幾分鐘內迅速釋放,並且以氣泡的形式聚積於組織和血液中。減壓的速度越快,產生氣泡的速度也就越快,聚積量也越多。

在脂肪較多而血循環較少的組織,如脂肪組織、外周神經髓鞘、中樞神經白質、肌腱和關節囊的結締組織等中,脫氮困難。釋放出來的氮可能長期以氣泡狀態存在。除了血管內的氣泡外,氮氣泡還往往聚積於血管壁外,擠壓周圍組織和血管,並刺激神經末梢,甚至壓迫、撕裂組織,造成局部出血等症狀。在脂肪少而血流通暢的組織中,氮氣泡多在血管內形成栓塞,阻礙血液循環。氣泡還可能引起血管痙攣,導致遠端組織缺血、水腫及出血。根據栓塞部位及其所引起的組織營養障礙程度和時間,可產生一系列症狀。

所以潛水員在上浮的時候,必須按照一定的速度緩慢上浮。而且上浮一定的距離還要停一陣子,就是為了讓體內被溶解的多餘的氣體能夠有時間來逐步釋放。沉船中的船員由於沒有相應的潛水裝備,不能在水下停留,所以在被救出來之後往往需要在減壓艙內待一段時間,好逐步改變氣壓,讓體內的氣體釋放。

類似的問題會出現在很多需要在壓強變化較大的環境中工作的人身上。例如沉箱作業、特殊的高空飛行等。

至於潛艇,由於潛艇內部一直保持著正常的一個大氣壓的壓強,人的體內不會有什麼額外的氣體溶解,反倒不需要額外的減壓過程。


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你把潛艇艇員跟潛水員搞混了。

潛艇潛再深只要潛艇沒事潛艇艇員都沒事,浮出水面什麼都不用幹。

潛水員輕潛的話潛不同的深度攜帶的呼吸氣體都不同,在不同的深度停留不同的時間都要採取不同的減壓方法。這是因為輕潛的時候,人體承受壓強,呼吸的氣體也是對應的壓強,在非正常的壓強下,氣體中的不同成分會溶解在血液中。人體一般只能承受血液中溶解氧氣和極少量氮氣等其他氣體,所以人在高壓強下不能長時間停留。一旦要上浮,那就要將血液中溶解的氣體排出,否則,上浮過快體外壓強變小而血液中的氣體未來得及排出,就在血液中膨脹成氣泡,造成器官受損危及生命,這就是減壓病。另外溶解在血液中的其他氣體如果沒有及時排出,哪怕經過了減壓不會膨脹,也會影響人體健康。所以在水下高壓強下停留過的人都必須逐步減壓降低血液中溶解氣體的壓強直到水面,而艦船沉沒造成人員在水下高壓強停留很長時間的話,浮到水面後還要進入高壓倉,直到體內溶解的氣體排出,這個時間往往可以達到幾天甚至十幾天。潛艇如果失事沉沒,逃生的或者被救援的艇員就必須按照上面說的去做。

另外重潛水時人員不承受水壓,呼吸的氣體也是常壓氣體,上面提到的那些都不用考慮。


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